JP2007001172A

JP2007001172A - 画像記録装置

Info

Publication number: JP2007001172A
Application number: JP2005184772A
Authority: JP
Inventors: Masahito Shogetsu; 優人松月
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2007-01-11

Abstract

【課題】多色印字時の色レジ劣化および単色印字時の印字位置精度劣化のない画像記録装置を提供する。
【解決手段】連続紙Ｐ上にラダーパターンを記録し、これを感光体ドラム１８の搬送方向上流側に設けられた用紙位置検出機構１２で検出し基準クロックと比較することで、連続紙Ｐの伸び縮みを検出する。これに対応して感光体ドラム１８の搬送方向上流側に設けられた用紙パス長可変機構１４にて用紙のパス長を調整し、連続紙Ｐ上の印字位置を補正することで色レジずれの発生を防ぐ。ここで検出された伸び縮み量すなわち連続紙Ｐに記録されたパターン位置と基準値とのズレ量に応じて、ドライブローラ１６から感光体ドラム１８Ｙまでの用紙パス長を用紙パス長可変機構１４Ｙにて調整し、感光体ドラム１８Ｙでの印字位置を正しい位置に合わせる。用紙位置検出機構１２Ｍにおいて感光体ドラム１８ＭでＭ画像を転写される直前の連続紙Ｐの伸び縮みを検出する。
【選択図】図２

Description

本発明は画像記録装置に関し、特に複数の画像記録手段を用いて連続紙上に多色画像を記録する画像記録装置に関する。

用紙の搬送路上に各色ごとの感光ドラム／転写ローラを順次配置し、連続用紙上に各色画像を重ねて多色印字を行うダイレクト転写方式のタンデムカラープリンタでは、用紙の伸び縮みによって色レジ、すなわち各色ごとの印字位置合わせ精度が劣化する。これは、印字パターンによって感光ドラムの用紙引力が変わり、それによって用紙のテンション（張力）が変動して、用紙のヤング率による用紙伸び縮みの量が変わるからである。

用紙の伸び縮みが発生すると、実質的に用紙パス（搬送路）長が変化したことになり、用紙搬送の基準となる用紙搬送手段(ドライブローラ）から転写位置までの実質距離が変わるので、その分だけ印字位置にバラつきが発生する。これが各色において発生すると色レジ劣化となる。

これに対して、例えば画像が印刷されたウェブ上に新たな画像を重ねて印刷するプリンタにおいて、書き込む画像データ毎に対応する同期マークがあらかじめ印刷されており各々の同期マーク検知により各画像データの書込みシーケンスが開始されることによって、ウェブ状態（伸縮）やもともと印刷されていた画像の状態によらず、もともと印刷されていた画像と新たに書き込んだ画像の位置を合わせることのできる構成のプリンタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

あるいはラダーパターンを原稿として複写して、転写紙上のラダーパターンをセンサで測定し露光時の書き込みタイミングまたは転写駆動源の速度を修正制御する構成が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

上記の構成では画像データごとの同期マークとしてラダーパターンを印字／読取ることにより書き込みタイミングや転写駆動源の速度を補正している。しかし、上記の方式では画像に対する同期マーク位置、読取位置によってタイムラグが発生し、リアルタイムな補正を行うことは難しい。

また、単色印字時においても帳票のように予め連続紙上に設けられた印字位置に正確な印字が求められる場合、用紙の伸び縮みによって搬送パス長が変動し、印字位置精度が劣化する場合が考えられる。

本発明では上記の課題を解決するため、用紙が伸び縮みすることを前提として、用紙伸び縮みによる画像形成部での用紙ズレ量を直接検出し、それを用紙パス長を直接可変して制御することにより色レジ補正を行うものである。
特開平１０ −２６４４７５号公報実開平０２ −０７５６４５号公報

本発明は上記事実を考慮し、多色印字時の色レジ劣化および単色印字時の印字位置精度劣化のない画像記録装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の画像記録装置は、連続紙を搬送する搬送手段と、前記連続紙上に画像を記録する画像記録手段と、前記画像形成手段近傍の搬送方向上流側に設けられ基準位置に対する前記連続紙の搬送方向位置を検出する用紙位置検出手段と、を備えた画像記録装置であって、前記画像形成手段近傍の搬送方向上流側に設けられ前記連続紙の搬送方向位置に応じて用紙搬送パス長さを制御するパス長制御手段を備えたことを特徴とする。

上記構成の発明では、連続紙の伸び縮みによって搬送方向位置ズレが発生した場合、搬送パスの長さを制御することによって印字位置精度を維持することができる。

請求項２に記載の画像記録装置は、複数の前記画像記録手段を備え、前記連続紙上に異なる色の画像を複数重ねて記録し多色画像を得るタンデム式の多色画像記録装置であって、各画像記録手段の搬送方向上流側に設けられ基準位置に対する前記連続紙の搬送方向位置を検出する複数の用紙位置検出手段と、複数の前記パス長制御手段によって用紙搬送パス長さを各画像記録手段ごとに制御することで多色画像の色レジを補正することを特徴とする。

上記構成の発明では、タンデム式のカラープリンタにおいて、連続紙の伸び縮みによって搬送方向位置ズレが発生した場合、搬送パスの長さを制御することによって色レジの精度を維持することができる。

本発明は上記構成としたので、多色印字時の色レジ劣化および単色印字時の印字位置精度劣化のない画像記録装置とすることができた。

＜装置の構成＞
図１には本発明の第１実施形態に係る画像記録装置の構成が示されている。

図１に示すように、カラープリンタ１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を、順次、連続紙Ｐに転写し、重ね合わせるタンデム式カラープリンタの構成となっている。カラープリンタ１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の印字部１１Ｙ〜１１Ｋが搬送方向上流側（図中右側）から下流側（図中左側）へと、搬送経路に沿って順に配置されている。

なお、これ以降、ＹＭＣＫを区別する必要がある場合は、符号の後にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの何れかを付して説明し、ＹＭＣＫを区別する必要が無い場合は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。

この印字部１１Ｙ〜Ｋの搬送方向上流側には、連続紙Ｐを印字部１１に搬送するドライブローラ１６が設けられている。また、印字部１１の搬送方向下流側には、各印字部１１Ｙ〜Ｋで形成され、連続紙Ｐに転写された未定着のフルカラートナー像を、連続紙Ｐに定着させる図示しない定着部が設けられている。

また、図１に示すように、印字部１１Ｙ〜Ｋは、感光体ドラム１８Ｙ〜１８Ｋを備え、この感光体ドラム１８Ｙ〜１８Ｋの回りには、感光体ドラム１８Ｙ〜１８Ｋの回転方向（図中回転矢印方向）に、順に帯電器４０Ｙ〜４０Ｋ、露光ヘッド４２Ｙ〜４２Ｋ、現像器４４Ｙ〜４４Ｋ、転写ローラ（ＢＴＲ）２０Ｙ〜２０Ｋが備えられている。

図１に示すように、帯電器４０Ｙ〜４０Ｋは、各感光体ドラム１８Ｙ〜１８Ｋの表面を所定の表面電位に帯電させる。ＬＥＤヘッド４２Ｙ〜４２Ｋは、感光体ドラム１８Ｙ〜１８Ｋの表面を露光して表面電位を減衰させ、静電潜像を形成する。

なお露光手段は、ここに挙げたＬＥＤヘッド４２以外であっても良い。例えば、レーザ光を走査して露光する光走査装置（ＲＯＳ）であっても良い。

次いで、図１に示すように、現像器４４Ｙ〜４４Ｋは、感光体ドラム１８Ｙ〜１８Ｋの表面に形成された静電潜像上にトナーを付着させてトナー像を形成する。

転写ローラ２０Ｙ〜Ｋは、感光体ドラム１８Ｙ〜１８Ｋに当接し、感光体ドラム１８Ｙ〜１８Ｋと共に連続紙Ｐを挟持搬送する。そして、把持搬送する際に、図示しない転写電源によって転写ローラ２０Ｙ〜２０Ｋに転写バイアス電圧を印加し、感光体ドラム１８Ｙ〜１８Ｋ上に形成されたトナー像を連続紙Ｐに転写させる。

上記のように連続紙Ｐが搬送され、画像を形成される間に連続紙Ｐは搬送方向に対して常にテンションが掛かり、形成された画像上の正確な位置に次の色画像を形成する（色レジ）ために搬送方向位置の制御が行われている。

しかし実際には、連続紙Ｐは搬送方向に伸び縮みし、この伸び縮みによって色レジが劣化する。これは、連続紙Ｐ上の印字パターンすなわち画像の有無によって感光体ドラム１８の用紙引力が変わり、それによって連続紙Ｐのテンションが変動し、連続紙Ｐのヤング率による用紙伸び縮みの量が変わるからである。

連続紙Ｐの伸び縮みが発生すると、実質的に用紙パス長が変化したことになり、用紙搬送の基準となる用紙搬送手段(ドライブローラ１６）から転写位置までの実質距離が変わるので、その分、印字位置がバラツく。これがＹＭＣＫ各色で発生すると色レジ劣化が発生してしまう。
＜印字部分＞
図２には本発明の第１実施形態に係る画像記録装置の一部構成が示されている。

図２に示すように、各感光体ドラム１８の搬送方向上流側には用紙位置検出機構１２
が設けられ、画像転写前の連続紙Ｐについて搬送方向位置を検出する。これにより検出された連続紙Ｐの位置は連続紙Ｐの伸び縮みによって常に変動する可能性がある。

前述のように連続紙Ｐ上の印字パターンすなわち画像の有無によって感光体ドラム１８の用紙引力が変わり、それによって連続紙Ｐのテンションが変動し、連続紙Ｐのヤング率による用紙伸び縮みの量が変わり、例えば連続紙Ｐが伸びれば印字間隔が開いてしまうので、次の色画像を転写する際に印字位置がずれ、色によって印字位置のずれた画像となってしまう（色レジずれ）。

本実施形態は上記の問題に対応し、例えば連続紙Ｐ上にラダーパターンを記録し、これを感光体ドラム１８の搬送方向上流側に設けられた用紙位置検出機構１２で検出し基準クロックと比較することで、連続紙Ｐの伸び縮みを検出する。これに対応して感光体ドラム１８の搬送方向上流側に設けられた用紙パス長可変機構１４にて用紙のパス長を調整し、連続紙Ｐ上の印字位置を補正することで色レジずれの発生を防ぐ構成となっている。

すなわち、図２の用紙位置検出機構１２Ｙにおいて感光体ドラム１８ＹでＹ画像を転写される直前の連続紙Ｐの伸び縮みを検出する。ここで検出された伸び縮み量すなわち連続紙Ｐに記録されたパターン位置と基準値とのズレ量に応じて、ドライブローラ１６から感光体ドラム１８Ｙまでの用紙パス長を用紙パス長可変機構１４Ｙにて調整し、感光体ドラム１８Ｙでの印字位置を正しい位置すなわち基準通りの位置に合わせる。

さらに用紙位置検出機構１２Ｍにおいて感光体ドラム１８ＭでＭ画像を転写される直前の連続紙Ｐの伸び縮みを検出する。ここで検出された伸び縮み量すなわち連続紙Ｐに記録されたパターン位置と基準値とのズレ量に応じて、感光体ドラム１８Ｙから感光体ドラム１８Ｍまでの用紙パス長を用紙パス長可変機構１４Ｍにて調整し、感光体ドラム１８Ｍでの印字位置を正しい位置すなわちＹ画像の印字位置に対応した位置に合わせる（色レジ）。

以下、図２では図示していないがＣ、Ｋについても同様に用紙位置検出機構１２で連続紙Ｐの伸び縮み量を検出し、それぞれの印字位置を正しい位置に合わせるため用紙パス長可変機構１４で用紙パス長さを調節する。
＜調節機構＞
図３〜図５には本発明の第１実施形態に係る画像記録装置の用紙パス長可変機構が示されている。

図３に示すように、用紙パス長可変機構１４はギア２６の中心を支点として回動自在に設けられたアーム２４の先端にガイドローラ２２を備え、搬送中の連続紙Ｐの表面を付勢することで用紙パス長を制御する。

すなわち図３に示すように用紙パス長可変機構１４のガイドローラ２２は、連続紙Ｐの印字面と反対側の面に当接している。このガイドローラ２２が図中矢印のように移動し、用紙パス長を可変させる。ギア２６はステッピングモータ３０に駆動されるギア２８と噛み合い、回動されることで、アーム２４の先端に設けられたガイドローラ２２を図中矢印のように動かす。これにより、ステッピングモータ３０の駆動パルス数を制御することで用紙パス長を調節することができる。

多色印字の場合、連続紙Ｐの伸び縮みが各感光体ドラム１８間でそれぞれ個別に発生しても、それぞれに対応する用紙パス長可変機構１４が設けられているので、各感光体ドラム１８について個別にフィードバック制御することが可能であり、色レジが効果的に改善される。

図４に示すように、例えば用紙位置検出機構１２は反射型のマークセンサで連続紙Ｐ上に記録されたラダー状のプレプリントマークを検出する。これによって、連続紙Ｐの速度及び理想位置からのズレを検出することができる。

すなわち、図示しない制御基盤に設けられた水晶振動子などから得られる正確な基準クロックに対して用紙位置検出機構１２で検出された検出信号が基準よりも進んでいる／遅れている度合を図４（ａ）のように比較し、理想位置（基準クロック）からのズレ量Δｔを求める。

次に図４（ｂ）に示すグラフのようにＰ＝ｆ（Δｔ）なる関数にΔｔを代入し、得られたＰをパルス数としてステッピングモータ３０を駆動する。このとき関数ｆは、用紙パス長可変機構１４の幾何学的要件すなわち用紙パス形状・アーム２４の長さ・ステッピングモータ３０の減速比などから決まる関数である。

上記の位置検出／補正動作を図５にフロー図で示す。

図５に示すように、まずステップ５０で、予め連続紙Ｐに記録されたラダーパターンを、用紙位置検出機構１２にて検出する。次にステップ５２で、検出されたΔｔが０であるか否かを判断する。Δｔが０であれば伸び縮み／位置ズレは存在しないと判断し、ステップ５０に戻る。

Δｔが０でなければ連続紙Ｐに伸び縮み／位置ズレが存在すると判断し、ステップ５４に進む。Δｔの値を関数Ｐ＝ｆ（Δｔ）に代入し、図４（ｂ）に示したグラフのようにステップ数Ｐを求める。

次いでステップ５６で、ステッピングモータ３０を上記のパルス数Ｐだけ駆動する。これにより図３のギア２８／ギア２６／アーム２４の順に駆動され、アーム２４の先端に設けられたガイドローラ２２の位置を制御することで用紙パス長さを調節し、印字位置を正しい位置に合わせることができる。
＜その他の形態＞
上記の実施形態においては連続紙Ｐに記録されたラダーパターンなどのプレプリントマークを用紙位置検出機構１２（反射型のマークセンサなど）で検出するが、プレプリントマークではなく、感光体ドラム１８Ｙで書き込まれたラダーマークを感光体ドラム１８Ｍ以降で読み取る方法もある。この場合、色レジ合わせに関するかぎりは感光体ドラム１２Ｙの用紙位置検出機構１２Ｙは不要とすることもできる。予め印刷された書き込み欄などに正確な位置精度で書き込む場合は用紙位置検出機構１２Ｙを用いてＹ印字の段階から制御を行ってもよい。

さらに、別の用紙位置検出機構として、連続紙Ｐに接触して回動するコロタイプの接触型ロータリーエンコーダを使用しても良い。これにより、搬送速度及びその積分値である理想位置からのズレを検出することができる。

以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

すなわち本発明の第１形態に係る画像記録装置は、搬送される連続紙はいわゆる紙に限定されない。すなわち連続して搬送される形態であれば紙のみならず画像記録装置以外にも、連続シートを搬送する塗布機などにも応用可能である。

本発明の第１形態に係る画像記録装置の構成を示す図である。本発明の第１形態に係る画像記録装置の構成を示す図である。本発明の第１形態に係る用紙パス長可変機構の構成を示す図である。本発明の第１形態に係る用紙位置検出機構の原理を示す図である。本発明の第１形態に係る用紙パス長調節を示すフロー図である。

符号の説明

１０画像記録装置
１２用紙位置検出機構
１４用紙パス長可変機構
１６ドライブローラ
１８感光体ドラム
２０転写ローラ（ＢＴＲ）
２２ガイドローラ
２４アーム
３０ステッピングモータ
４０帯電器
４２ＬＥＤヘッド
４４現像器

Claims

連続紙を搬送する搬送手段と、
前記連続紙上に画像を記録する画像記録手段と、
前記画像形成手段近傍の搬送方向上流側に設けられ基準位置に対する前記連続紙の搬送方向位置を検出する用紙位置検出手段と、
を備えた画像記録装置であって、
前記画像形成手段近傍の搬送方向上流側に設けられ前記連続紙の搬送方向位置に応じて用紙搬送パス長さを制御するパス長制御手段を備えたことを特徴とする画像記録装置。
複数の前記画像記録手段を備え、
前記連続紙上に異なる色の画像を複数重ねて記録し多色画像を得るタンデム式の多色画像記録装置であって、
各画像記録手段の搬送方向上流側に設けられ基準位置に対する前記連続紙の搬送方向位置を検出する複数の用紙位置検出手段と、
複数の前記パス長制御手段によって用紙搬送パス長さを各画像記録手段ごとに制御することで多色画像の色レジを補正することを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。